電力系統(tǒng)自動化發(fā)展趨勢及新技術(shù)的應用探討

張貴云

（北京京西燃氣熱電有限公司，北京 100041）

0 引言

電力行業(yè)是關(guān)乎著國家未來發(fā)展方向的重要支柱型產(chǎn)業(yè)，在社會各領(lǐng)域的建設之中均發(fā)揮著不可或缺的關(guān)鍵性作用。隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)性增長，居民的商業(yè)、生活行為也愈發(fā)頻繁，電力行業(yè)面臨著來自21世紀的全新挑戰(zhàn)。為迎接新時代的用電挑戰(zhàn)，電力系統(tǒng)如今已初步實現(xiàn)了自身的升級迭代，在客觀上向著更加優(yōu)秀的電力系統(tǒng)自動化模式邁進，但通過分析我國電力行業(yè)的實際供電現(xiàn)狀可知，電力行業(yè)在滿足國家用電需求方面依然存在著一定的局限性，具有較大的進步空間，因此電力行業(yè)亟需建立優(yōu)質(zhì)、高效的電力系統(tǒng)，從而充分發(fā)揮其之于社會經(jīng)濟發(fā)展的反哺性作用[1]。

1 電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展要求

為進一步提升我國電力系統(tǒng)長遠穩(wěn)定的運行能力，電力系統(tǒng)自動化技術(shù)應當具備一定的發(fā)展要求，結(jié)合我國電力行業(yè)的實際發(fā)展情況可得出四條具體的發(fā)展要求（見圖1）：其一，電力系統(tǒng)自動化的目的之一是更好更快的收集相關(guān)數(shù)據(jù)，既包括電力設備的運行數(shù)據(jù)，亦包括各類環(huán)節(jié)的參數(shù)，同時自動化電力系統(tǒng)還應當呈現(xiàn)設備及儀器的運行狀態(tài)，以便工作人員對相關(guān)設備產(chǎn)生全面的掌握，為電力系統(tǒng)穩(wěn)定高效的運行提供堅實的數(shù)據(jù)支撐。其二，在為電力系統(tǒng)管理人員提供運行數(shù)據(jù)的前提之下，電力系統(tǒng)自動化技術(shù)還應當具備數(shù)據(jù)分析能力，通過比對歷史數(shù)據(jù)與當前數(shù)據(jù)的方式發(fā)現(xiàn)設備運行中所存在的問題，并直接擬定相關(guān)調(diào)整策略，而工作人員所需要做的僅僅是審核通過，從而實現(xiàn)更加高效快速的部件運維，滿足新時代電力系統(tǒng)高效運行的要求。其三，電力系統(tǒng)自動化技術(shù)應當以精細化作為自身的升級目標，以實現(xiàn)對電力設備的分區(qū)管控，使電力系統(tǒng)的總體運行情況更加直觀清晰，并為優(yōu)化各分區(qū)協(xié)調(diào)工作能力而提供最佳的運行方式，進而降低整體電力系統(tǒng)運行所需要耗費的成本，提升相應的經(jīng)濟效益。其四，電力系統(tǒng)自動化的根本目的在于將人力監(jiān)管中的誤差現(xiàn)象降至最低，提升電力系統(tǒng)管控的精確性與高效性，為實現(xiàn)該種目的，自動化技術(shù)應當具備較高的智能性，在電力設施出現(xiàn)較為嚴重的安全事故時以最快的速度停止相關(guān)設備的運行，避免事態(tài)惡化[2]。

圖1 電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展要求

2 電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展趨勢

2.1 智能化發(fā)展

智能化是自動化技術(shù)最核心的關(guān)鍵性要素，電力系統(tǒng)自動化的未來發(fā)展中必然將會應用到更多的人工智能（AI）技術(shù)，繼而提升整體電力系統(tǒng)的智慧思維能力，而該種思維模式對于實現(xiàn)電力系統(tǒng)穩(wěn)定、科學、安全的運行而言具有重要意義。AI是計算機技術(shù)的分支學科，現(xiàn)今AI技術(shù)已經(jīng)充分應用到了我國生產(chǎn)生活的各個方面，從低端的低智能家用電器到最新的交通違規(guī)人臉識別，AI都在發(fā)揮著充分提升原有工作效率的積極意義。但究其根本，現(xiàn)階段我國的AI還處于襁褓階段，真正高精尖的AI技術(shù)還未被普及應用，而高端AI應當具備接近人類思維的情景分析能力，同時擁有比人類更為精確的數(shù)據(jù)提取及應用能力，該種技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中有著不可估量的應用前途。將高端AI應用于電力系統(tǒng)中，不僅可以使現(xiàn)有的電力系統(tǒng)自動化技術(shù)邁上更高層次的臺階，還可以將電力系統(tǒng)運行的安全性提升至前所未有的高度。通過對運維數(shù)據(jù)及設備工作狀態(tài)進行分析，AI可得出電力設備的運行情況，并判斷其中有無問題產(chǎn)生，若有問題產(chǎn)生則可及時的采取相關(guān)處理措施，從而降低風險事故發(fā)生的可能性。此外，AI的特性之一即為超高的學習能力，通過對設備信息的不間斷分析，AI還可實現(xiàn)自身的優(yōu)化升級，繼而提升其電力系統(tǒng)掌握程度，并進一步保障電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與安全性[3]。

2.2 遠程化發(fā)展

以往我國電力系統(tǒng)的管理人員操作范圍非常有限，其所用的硬件平臺通常為工業(yè)計算機與擴展測控法的有機結(jié)合，因此其不具備良好的遠程控制能力，在一定程度上限制了操作人員對電力系統(tǒng)的掌控與管理，對保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行而言較為不利。目前實踐中已出現(xiàn)部分電力系統(tǒng)遠端操控平臺，盡管其發(fā)展并不完善、流通程度較低，但不可否認移動終端在提升電力系統(tǒng)管理水平方面的優(yōu)越性，該種遠程控制平臺在優(yōu)化操作人員對電力系統(tǒng)的控制程度方面具有重要作用，其不僅可以降低成本，還可以節(jié)省硬件平臺空間，因此遠程控制平臺是電力系統(tǒng)自動化升級的必然方向。

2.3 現(xiàn)場網(wǎng)絡控制技術(shù)

現(xiàn)場網(wǎng)絡控制技術(shù)可借助現(xiàn)場電子儀表等設備實現(xiàn)與控制中心的數(shù)據(jù)連通，是數(shù)據(jù)傳遞最主要、最快速的途徑之一，有利于借助網(wǎng)絡實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與高效性，進而完善電力系統(tǒng)自動化的水平。該種技術(shù)可以使所有具備網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳送能力的電力設施之間構(gòu)建起科學和諧的數(shù)據(jù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)多節(jié)點的數(shù)據(jù)互通需求，對加快組成結(jié)構(gòu)復雜的電力系統(tǒng)自動化進程而言具有重要作用。目前我國實踐中常用的現(xiàn)場網(wǎng)絡系統(tǒng)為FCS，該種技術(shù)相較之其他技術(shù)而言具有更高的穩(wěn)定性與適用性，利用FCS可充分實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化的更高層次發(fā)展，并增強電力系統(tǒng)的控制水平，因此網(wǎng)絡現(xiàn)場控制技術(shù)也是我國電力系統(tǒng)自動化的重要發(fā)展方向之一[4]。

3 電力系統(tǒng)自動化的新技術(shù)應用

3.1 智能計算機視覺技術(shù)

智能計算機技術(shù)是在我國諸多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用的關(guān)鍵技術(shù)，而該種新技術(shù)也會被適用于電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展進程之中。智能計算機技術(shù)存在著極為優(yōu)越的大數(shù)據(jù)運算能力，可充分提升圖像獲取的水準，對于我國電力系統(tǒng)向圖形化晉升具有決定性作用。借助視覺技術(shù)對遙控操作領(lǐng)域進行優(yōu)化升級可充分改善電力系統(tǒng)的性能，而該種技術(shù)還可發(fā)揮其“無人化”效應，在操作人員不在場期間依然能實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的監(jiān)測與掌控，并配合其他自動化技術(shù)完成相關(guān)操作，將操作失誤的可能性降至最低，充分提升其準確性與安全性。現(xiàn)今在視覺技術(shù)中最廣受矚目的技術(shù)之一即為紅外圖像檢測技術(shù)，該種技術(shù)在監(jiān)測方面存在著極高的精確性，且其工作流程極為便捷，因此應當重視該種技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的使用價值[5]。

3.2 監(jiān)管系統(tǒng)

現(xiàn)今智能技術(shù)已被初步應用在我國的監(jiān)控系統(tǒng)之中，證明智能技術(shù)在監(jiān)控領(lǐng)域具有極大的應用價值與應用前景。不管是何種行業(yè)，其以往所采用的監(jiān)控系統(tǒng)主要依靠人力來進行監(jiān)測與警報，但是人力具有不可避免的局限性，不可能做到對設備的全天不間斷監(jiān)控，而采用人力也意味著企業(yè)在監(jiān)控系統(tǒng)中投入了較高的人力成本，對于提升監(jiān)控系統(tǒng)的有效性、增加企業(yè)收益而言較為不利。智能化技術(shù)的應用體現(xiàn)出自動化監(jiān)控系統(tǒng)在代替人力監(jiān)管方面的優(yōu)越性，自動化電力系統(tǒng)可通過對數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之中是否存在問題，并且其數(shù)據(jù)分析結(jié)果更為精確與可靠，當其發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)存在問題時便可及時發(fā)出警報，極大地提升了故障的發(fā)現(xiàn)率，削弱了電力企業(yè)所面臨的安全事故的發(fā)生可能性。

3.3 FACTS與DFACTS技術(shù)

FACTS可利用電力電子技術(shù)充分提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可控性，優(yōu)化對交流電網(wǎng)的控制能力，使其處于較為良好的運行狀態(tài)，該種技術(shù)對于削弱電力運輸?shù)某杀径跃哂嘘P(guān)鍵性作用。DFACTS則主要適用于配電系統(tǒng)之中，該種技術(shù)主要解決供電質(zhì)量方面出現(xiàn)的問題，對于優(yōu)化電力行業(yè)的供電質(zhì)量而言具有積極作用。

4 結(jié)語

隨著我國居民生產(chǎn)生活活動日益頻繁，社會對電力行業(yè)提出了來自新時代的重大挑戰(zhàn)，如何提升供電質(zhì)量及供電穩(wěn)定性成為了如今電力行業(yè)亟需思考的關(guān)鍵性問題。為了應對該種挑戰(zhàn)，電力行業(yè)必須借助最先進的自動化技術(shù)實現(xiàn)電力系統(tǒng)的優(yōu)化與升級，增強電力系統(tǒng)科學高效的運行能力，將電力運行中可能出現(xiàn)的安全隱患降至最低，實現(xiàn)對電力設備運維情況無死角的精準把握，并進一步提升自身的供電質(zhì)量，以滿足我國居民的用電需求，最終起到為社會經(jīng)濟發(fā)展提供堅實后盾的積極作用。